Spatiotemporal characteristics and driving mechanisms of land use/land cover(LULC)changes in the Jinghe River Basin,China

Understanding the trajectories and driving mechanisms behind land use/land cover(LULC)changes is essential for effective watershed planning and management.This study quantified the net change,exchange,total change,and transfer rate of LULC in the Jinghe River Basin(JRB),China using LULC data from 2000 to 2020.Through trajectory analysis,knowledge maps,chord diagrams,and standard deviation ellipse method,we examined the spatiotemporal characteristics of LULC changes.We further established an index system encompassing natural factors(digital elevation model(DEM),slope,aspect,and curvature),socio-economic factors(gross domestic product(GDP)and population),and accessibility factors(distance from railways,distance from highways,distance from water,and distance from residents)to investigate the driving mechanisms of LULC changes using factor detector and interaction detector in the geographical detector(Geodetector).The key findings indicate that from 2000 to 2020,the JRB experienced significant LULC changes,particularly for farmland,forest,and grassland.During the study period,LULC change trajectories were categorized into stable,early-stage,late-stage,repeated,and continuous change types.Besides the stable change type,the late-stage change type predominated the LULC change trajectories,comprising 83.31% of the total change area.The period 2010-2020 witnessed more active LULC changes compared to the period 2000-2010.The LULC changes exhibited a discrete spatial expansion trend during 2000-2020,predominantly extending from southeast to northwest of the JRB.Influential driving factors on LULC changes included slope,GDP,and distance from highways.The interaction detection results imply either bilinear or nonlinear enhancement for any two driving factors impacting the LULC changes from 2000 to 2020.This comprehensive understanding of the spatiotemporal characteristics and driving mechanisms of LULC changes offers valuable insights for the planning and sustainable management of LULC in the JRB.

Land Cover Changes and Drivers in the Water Source Area of the Middle Route of the South-to-North Water Diversion Project in China from 2000 to 2015

The Middle Route of the South-to-North Water Diversion Project(MR-SNWDP)in China,with construction beginning in 2003,diverts water from Danjiangkou Reservoir to North China for residential,agriculture and industrial use.The water source area of the MR-SNWDP is the region that is most sensitive to and most affected by the construction of this water diversion project.In this study,we used Landsat Thematic Mapper(TM)and HJ-1 A/B images from 2000 to 2015 by an object-based approach with a hierarchical classification method for mapping land cover in the water source area.The changes in land cover were illuminated by transfer matrixes,single dynamic degree,slope zones and fractional vegetation cover(FVC).The results indicated that the area of cropland decreased by 31%and was replaced mainly by shrub over the past 15 years,whereas forest and settlements showed continuous increases of 29.2% and 77.7%,respectively.The changes in cropland were obvious in all slope zones and decreased most remarkably(–43.8%)in the slope zone above 25°.Compared to the FVC of forest and shrub,significant improvement was exhibited in the FVC of grassland,with a growth rate of 16.6%.We concluded that local policies,including economic development,water conservation and immigration resulting from the construction of the MR-SNWDP,were the main drivers of land cover changes;notably,they stimulated the substantial and rapid expansion of settlements,doubled the wetlands and drove the transformation from cropland to settlements in immigration areas.

Submergence Analysis Using Geo-Informatics Technology for Proposed Dam Reservoirs of Par-Tapi-Narmada River Link Project, Gujarat State, India

The Par-Tapi-Narmada river link envisages transfer of surplus water from west flowing rivers between Par and Tapi in Gujarat State, India to water deficit areas in North Gujarat. The scheme is located mainly in southern Gujarat but it also covers part of the areas of Maharashtra, North of Mumbai on the Western Ghats of India. The main aim of Par-Tapi-Narmada link is to transfer the surplus waters of Par, Auranga, Ambica and Purna River basins to take over part of Narmada Canal command (Miyagam branch) after providing enroute irrigation. It is proposed that water saved in Sardar Sarovar Project, as a result of this transfer, would be taken further northwards to benefit water scarce areas of north Gujarat and also westwards in Saurashtra and Kutch regions. The construction of seven reservoirs on Par-Tapi-Narmada River Link Project would affect land use/land cover, settlements and infrastructure facilities within and around reservoir area. Thus, the submergence impact analysis of all the seven reservoirs of this project have been carried out by using remote sensing and GIS techniques for planning and designing of the structures. Out of the seven reservoirs, the paper discusses submergence analysis of Kelwan Dam reservoir which is located in geologically complex region of the Dangs district. The study attempts to assess the present problems of submergence of land, forest, agriculture, settlements and infrastructure facilities by using GIS techniques for taking alternative remedial measures prior and during construction of the dams.

杭州西动车运用所特殊消防设计研究

杭州西动车运用所上盖开发是我国首个国铁动车运用所上盖开发项目,尚无相关技术标准对其盖下空间消防设计进行指导。为了保障项目消防安全,根据铁路动车运用所工艺特点,研究盖下重点功能区域建筑消防性质,提出特殊消防设计原则、技术路线和安全策略,通过采用针对性消防安全策略以总体实现消防安全目标。

地铁车辆段上盖开发项目改造问题探讨

车辆段及停车场作为车辆停放和检修的基地为城市轨道交通的重要组成部分。车辆基地占地大,土地利用效率低,为提高土地利用价值,地铁车辆段上盖一般均进行上盖综合物业开发。近些年,国内已完成大量的地铁车辆段建设项目,由于后续开发理念变化,设计规范更新等原因,造成原有结构难以适用新的开发建设方案。以国内车辆段工程为例,通过对比计算分析,阐述车辆段上部物业开发调整对下部结构的影响,论述可行的下部结构改造方案,为后续类似工程建设提供一定的参考价值。

一类其R-投射模是投射的环(Ⅱ)

本文研究了所有R-投射模都是投射模的环(RP-环),得出了它的几个等价条件,证明了:S=R_n为RP-环当且仅当R为RP-环;sum from i=1 to nR_1为RP-环当且仅当每个R_i为RP-环,讨论了RP-环的左投射维数.

轨道工程穿越矿山宕口地质灾害防控技术——以南京某城际轨道工程为例

南京某城际轨道交通工程穿越大型露采矿山废弃宕口回填区,其南侧为高25~30 m(距填土顶部坡面)的陡崖,陡崖上顶部岩体破碎,存在危岩体崩塌隐患;陡崖下为一宽15~20m的人工填筑向外微倾的平台,用作危岩体崩落承灾体;平台以下为人工填筑的缓坡,高差45~50 m。宕口人工回填边坡土体结构松散、成分复杂、强度较低,沉降变形大且不均匀。显然,工程场地存在崩塌、缓坡不稳定、地基不均匀沉降及承载力不足等地质灾害问题。为此,文章针对这一工程技术难题开展相关研究工作,提出如下防控技术措施:①采用明洞方案穿越废弃宕口回填区,有效避开崩塌地质灾害;②采用三排连梁门式异形桩作为明洞的基础,既作为明洞桩基又作为缓坡抗滑桩,有效提高了明洞地基稳定性及缓坡稳定性;③通过明洞覆土坡形优化,大幅减少填方量,较好地提高了明洞覆土缓坡稳定性,避免明洞受斜坡偏载作用产生过大变形,同时降低缓坡坡度,减少水土流失,有效保护场地生态环境。这一防控技术方案不仅有效地消除了地质灾害,同时大大降低了工程建设成本,该研究成果对缓坡区工程建设具有重要的示范作用。

Effects of ecological projects on vegetation in the Three Gorges Area of Chongqing, China

The construction of the Three Gorges Reservoir and the resettlement project have caused increasing contradictions between human and land,and led to the deterioration of the ecological environment. In order to ameliorate ecological environment of the Three Gorges Area, the government carried out several ecological restoration projects to improve the vegetation coverage from 1990 s. This paper aims to quantitatively analyze the impact of ecological projects on the vegetation in the Three Gorges Area of Chongqing, China. Landsat and MODIS data from 1992 to 2015 were used to estimate vegetation coverage. In addition, the land cover data of the European Space Agency(ESA) was used to explore the impact of ecological projects on land cover change. The cropland accounted for about 62% and the forestland accounted for about 34% of the total area. There was more than 90% of the study area covered with high or very high vegetation coverage.From 1992 to 2015, a total of 272.7 km;croplands were converted into forestland in the Ecological Migration Project(EMP), 795.6 km;in the Grain for Green Project(GGP), and 13.77 km;in the Ecological Restoration Zone Project(ERZP). Among the three projects, the GGP was the most powerful measure,with a contribution rate of 1.6%. The implementation of the ecological projects improved vegetation coverage, which indicated that the ecological projects measures were effective in ecological restoration.

南水北调中线工程2014—2022年冬季水温与冰盖观测分析

南水北调中线工程自2014年12月全线通水以来已运行8个冬季,为防止冰塞冬季输水流量控制为设计流量的30%~50%,严重制约了工程输水效益的发挥。因此,渠道水温和冰盖特性一直是冬季输水关注的重点问题之一。实测数据表明:①冬季输水流量总体逐年增大,最末段保持相对稳定,岗头闸流量约为50 m^(3)s,北拒马河闸约为25 m^(3)s;②冬季气温总体以暖冬居多。保定站最低气温-22.0℃,3日滑动气温极值-10.7℃,短期强寒潮可能是今后冰盖生成的关键驱动因子;③冬季水温沿程逐渐降低,渠首陶岔闸最低水温6.7℃,渠末北拒马河闸多数年份降至0℃附近。北拒马河闸水温最大降幅10日内由3.5℃降至0℃,期间渠段水温降幅亦达到极大值1.69℃100 km。④2016年冬季冰盖最长达280 km(最南端延伸至午河闸),次之为2015年冬季的73 km和2021年冬季的38 km,有两个冬季未生成冰盖。岗头闸-北拒马河闸近90 km是冰盖多发渠段,应引起关注。基于冰盖生成前实测数据,以初始水温和区间气温为输水条件,拟合给出了2 d、3 d和7 d等不同预报时效的简化水温模型和冰盖生成临界阈值。初步分析认为:冬季气温和输水流量是冰盖生成的两大关键驱动因子,流量越小气温越低越易生成冰盖,1月出现的短期强寒潮更易于导致冰盖生成。2016年冬季严重冰情是二者叠加的结果,2015年冬季冰盖主要是输水流量小诱发,而2021年冬季冰盖主要是短期强寒潮所致。

渭河流域土地利用类型转换及其对生态空间格局的影响

【研究目的】自然资源综合调查作为中国地质调查局2021年的新拓展业务,旨在服务国土空间规划、用途管制及生态保护修复。【研究方法】本文基于流域2000年、2010年和2020年土地利用/覆被变化监测数据,利用ArcGIS软件对流域的土地利用类型和生态空间用地时空变化特征进行分析。【研究结果】结果表明:(1)2000—2010年流域耕地转换为草地、林地以及建设用地的面积分别为804.4 km^(2)、350.3 km^(2)、327.6 km^(2),而草地、林地以及建设用地转换为耕地的面积分别为94.3 km^(2)、10.4 km^(2)、1.2 km^(2);(2)2010—2020年流域耕地转换为草地、林地以及建设用地的面积分别为16646.8 km^(2)、3024.5 km^(2)、2547.9 km^(2),而草地、林地以及建设用地转换为耕地的面积分别为16867.7 km^(2)、3103.6 km^(2)、2528.82 km^(2);(3)2000—2020年流域生态空间用地面积转换达48165 km^(2),其中生态用地→半生态用地面积为20172 km^(2),半生态用地→生态用地面积为20897 km^(2),弱生态用地→半生态用地面积为2519 km^(2),半生态用地→弱生态用地面积为2754 km^(2),反映流域生态空间用地转换趋于平衡和生态系统服务质量稳中趋增。【结论】以上成果对于促进渭河流域自然资源综合区划和国土空间“三区三线”优化具有重要意义。

一种基于决策融合策略的全天空地基云图云量估计方法

云量对光伏发电有至关重要的影响。全天空地基云图云量估计的重点在于对全天空图像进行畸变矫正,以及设计准确率高的地基云分割方法。针对这两个问题,提出一种基于决策融合策略的云量估计模型。首先,通过基于多维球切面透视投影模型的鱼眼畸变矫正算法,获取多方位的局部复原图像;其次,采用最近邻复原中心的决策融合方法对多维复原图像分割后的数据进行修正,最终获取云量估计值。实验表明:该方法更好地复原了云和天空的比例关系,提高了云量估计的准确性。

气候和地形对南水北调中线水源区夏季植被覆盖变化影响分析

南水北调中线工程是我国重要的大规模跨流域调水工程,其水源区生态保护对于整个工程具有重要意义,但水源区生态环境脆弱,特别是近年来受工程实施和气候变暖的影响,区域植被生态安全面临重大挑战。因此,为了掌握水源区植被动态演变规律及其环境响应特征,基于2000-2020年MODIS植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)、气象和地形等数据资料,采用线性趋势分析、稳定性分析、相关性分析等统计方法,分析南水北调中线水源区夏季FVC的时空特征,探讨植被覆盖变化对气候、地形因子的响应。结果表明:1)水源区夏季FVC存在明显的空间异质性,分布格局整体呈现中间低、两边高,并以库区、汉江为中心逐步向四周增加的特征,但总体以高FVC为主,占比达到73.5%,主要分布在海拔1000 m以上地区。2)水源区夏季FVC从2000-2020年整体呈明显增加趋势,平均增加速率为0.51%/a,其中高覆盖区平均增加速率为1.92%/a,其分布面积也呈显著增加趋势,表明21年水源区植被生态总体呈改善态势。3)水源区夏季91.5%的区域植被得到改善,与近年来水源区大力实施退耕还林和天然林保护工程等生态保护政策有关。72.7%的区域为植被较低稳定区、中稳定区、较高稳定区,与植被改善分布情况基本吻合;80%以上水源区夏季FVC与春季降水、夏季平均气温呈正相关关系,是水源区夏季FVC变化的主导因子;与夏季降水,春、夏季日照时数主要呈负相关关系,但相关性不显著。其中,春季降水对夏季FVC变化影响区域面积最大。4)水源区夏季FVC的分布具有一定的地形梯度特征,随海拔升高呈先上升再下降的趋势,随坡度增加呈上升趋势,但不同坡向的差异不明显;水源区夏季FVC高值区主要集中在高程为1600~2000 m的中高山区与坡度>16°的地区。

西北干旱半干旱区NDVI季节性变化及其影响因素

研究植被的动态变化及其影响因素,不仅能够揭示植被覆盖动态变化特征与气候变化之间的响应机制,同时对区域的植被恢复以及生态可持续具有重要意义。本文基于MODIS遥感卫星数据,借助变异系数、趋势分析、相关分析与Hurst指数探究了2000—2020年西北干旱半干旱区植被覆盖逐季变化特征、影响因素及未来趋势。结果表明:(1)归一化植被指数(Normalized DifferenceVegetationIndex,NDVI)空间变异程度在冬季偏高,且高波动主要分布在新疆与内蒙古大兴安岭的草地与未利用地区域。(2)NDVI随季节波动较大,在林地与耕地最为明显。(3)NDVI主要为改善趋势,其中,春季改善面积最大(84.63%),冬季最小(72.52%),且林地改善最为显著。(4)各季度NDVI均受地表温度与降水量影响(Significance=0.05),且夏季地表温度与冬季降水量逐年递增对植被生长具有抑制作用。(5)未来NDVI主要呈改善趋势。值得注意的是,退化区域零星分布于新疆塔里木盆地、准噶尔盆地等地区。本研究旨在为西北干旱半干旱区的生态修复与治理,以及局部气候暖湿化的应对提供理论参考。

中国重要生态系统保护和修复工程区域植被覆盖时空变化研究

植被覆盖变化是气候变化和生态环境变化的双重指示器,如何量化全国尺度植被变化、评估生态修复成效,成为当前陆地表层生态系统研究领域共同的科学问题。利用2000—2020年的植被覆盖度(FVC)数据,采用增幅变化分析、Theil-Sen Median趋势分析、稳定性分析方法,对中国六大重要生态系统保护和修复工程区域的自然植被覆盖度本底和时空变化特征进行了研究,并对不同区域植被覆盖度变化与气温、降水的相关性进行了分析,以期掌握我国生态系统保护和修复“家底”。结果表明:(1)2020年,六大区域平均植被覆盖度为27.66%,2000—2020年,黄河重点生态区、北方防沙带和青藏高原生态屏障区增幅分别为54.4%、34.6%和21.8%,是全国范围平均植被覆盖度增幅的1.04—2.59倍;长江重点生态区、东北森林带和南方丘陵山地带增幅分别为18.0%、13.7%和12.9%,均低于全国增幅,我国西北方较南方改善更明显。(2)2000—2020年,六大区域植被覆盖度变化总体呈增加趋势。黄河重点生态区、东北森林带、南方丘陵山地带和长江重点生态区增加区域面积占比均超过60%,北方防沙带和青藏高原生态屏障区植被增加区域面积占比相对较低,分别为24.9%和17.6%,植被变化受人类活动影响较明显。(3)六大区域自然植被覆盖度变化相对稳定,主要变异区域位于青藏高原生态屏障区、北方防沙带和黄河重点生态区的生态环境敏感脆弱区,受气候、地质灾害等自然因素影响较大。(4)不同修复区域植被覆盖度变化与降水和温度的相关性有差异。青藏高原生态屏障区、长江重点生态区和南方丘陵山地带FVC与年降水量相关性不显著,但与年均温度显著相关;北方防沙带植被覆盖度变化与年降水量显著相关,与年均温度相关性不显著;黄河重点生态区和东北森林带植被覆盖度变化与年均温度和年降水量相关性均不显著。

基于MODIS和CLCD数据的黄土高原土地利用变化检测及其对植被碳吸收模拟的影响

该文选取MODIS LULC产品(MCD12Q1)和精度较高的CLCD LULC产品分析2001—2019年黄土高原LUCC的时空变化格局,并进一步利用陆面生态过程模型(FGM)模拟分析黄土高原陆地生态系统总初级生产力(GPP)变化以及MCD12Q1时序产品分类误差对GPP模拟结果的影响。结果表明:MCD12Q1数据错误显示2001—2019年黄土高原地区呈“耕地增加、草地减少”的LUCC格局,主要由MCD12Q1数据对耕地和草地分类混淆导致,而CLCD LULC数据则正确捕捉到黄土高原地区“耕地减少、草地和林地增加”的LUCC变化规律;基于CLCD LULC产品驱动的FGM模拟结果显示,黄土高原陆地生态系统GPP年总量约为5210.2 Tg C a^(-1),退耕还林还草实施20年来其植被碳吸收能力显著增强(变化趋势为6.4 Tg C a^(-2),P<0.001);若采用长时序MCD12Q1数据驱动FGM模型,会造成GPP年总量高估约9.6%、GPP年际变化趋势高估22.7%。研究结果对于科学认识黄土高原陆地生态系统植被的结构和功能变化、国家重大生态工程策略制定和可持续发展具有参考意义。

铜矿区排土场生态恢复工程实施效果评价

以复垦后的某铜矿区排土场生态系统为研究对象,从植被恢复、水土保持、地形地貌、污染治理效果等方面,系统分析了其生态修复工程的实施效果。结果表明:生态恢复区土壤酸性问题得到有效改善,土壤pH值提高至7.64~8.01,区域酸性水源头减量化明显,年产生量减少约18.14万m 3。治理区植物品种达17种,生物多样性高,植被覆盖度达95%以上。建设了截水沟、导水沟和排水沟,有效防止了地表汇水径流和平台积水对坡面土壤的冲刷作用。因势造形和修整坡面,提高了边坡稳定性和修缓坡面,复垦区域生态系统已进入正常的演替过程。本研究对生态恢复工程的实施效果进行系统评估,为矿区生态重建提供理论和实践依据。

南水北调中线工程总干渠冬季大流量输水水温调控措施

为保障南水北调中线工程冬季输水安全,利用建立的总干渠全线一维水温模型,针对350、280、210和150 m3/s这4种不同输水流量方案,模拟分析各方案在强冷冬、冷冬、平冬和暖冬等典型冬季气象条件下总干渠冬季输水保温效果,在此基础上提出总干渠冬季无冰盖大流量输水水温调控措施。结果表明:针对不同典型冬季气象条件,在有限条件下采取无冰盖大流量输水调度运行方式,可不同程度缩短输水流动时长、减少沿程水体热量损失,从而达到保温效果;在各典型冬季年份气象条件下,随着总干渠输水流量增大,沿程水温比降相应减缓,明渠末端水温相应提升;在冬季气象条件适宜情况下,总干渠冬季采取无冰盖大流量输水水温调控措施,既有利于减小水温降幅,同时也可有效解决冬季输水能力受限问题;建议根据总干渠中短期气温预报和水温预测情况,在冷冬、平冬和暖冬等典型冬季气象条件下尽可能采取较大输水流量输水模式,在强冷冬气象条件下可分时段、分渠段采用无冰盖大流量输水模式。

基于SURF算法的雪地图像特征提取与配准

设计了一种针对雪地图像特征提取与配准的方案,首先基于SURF算法提取图像特征点,然后通过MSAC算法进行匹配点对提纯,并通过SVD分解实现矩阵的求解,最后依据求解结果进行了图像的配准,并从重投影误差、转换矩阵、不同算法匹配性能对比等方面对设计方案进行了验证、分析。实验结果表明:SURF算法提取的内点数分别占2幅图像提取特征总数的16.03%和20.03%;在相同的像素阈值下,投影变换由于考虑了图像的旋转、平移、缩放、切变和射影等参数,与仿射变换和相似变换相比,能够比较全面地反映倾斜摄影图像间的内在变换关系;本方案获得的拼接图像无明显错位,色彩过渡自然,无拼接缝。

Gorenstein正则环上Gorenstein投射覆盖的存在性

设R是Gorenstein正则环,给出了所有R-模具有Gorenstein投射覆盖的充要条件.作为应用,给出交换Gorenstein遗传环是Gorenstein Artin代数的新的同调刻画.

轨道交通枢纽工程轨行区防火玻璃罩深化设计与施工技术

在轨道交通轨行区采用防火玻璃罩代替钢筋混凝土结构,属于非常规做法,以深圳市岗厦北综合交通枢纽为例,阐述了面临的重点、难点及指标要求,对防火玻璃罩的构造、小单元龙骨加工及预拼装方面进行深化设计,对特殊施工环境中的施工技术进行研究。结果证明,通过深化设计及施工技术,满足轨行区防火玻璃罩构造的各项性能指标,切实保证了施工质量的同时提高了施工效率。